Ontdekking van protocluster JADES-ID1 zet theorieën over vroege groei van het universum op losse schroeven

Astronomen hebben, gebruikmakend van de gecombineerde kracht van de James Webb Space Telescope (JWST) en het Chandra X-ray Observatory, de vorming van een massieve protocluster van sterrenstelsels waargenomen in een veel vroeger stadium dan voorheen voor mogelijk werd gehouden. Deze structuur, die de aanduiding JADES-ID1 heeft gekregen, begon zich al slechts één miljard jaar na de oerknal te vormen. Dit is opmerkelijk, aangezien dit tijdstip één tot twee miljard jaar eerder valt dan wat de huidige kosmologische modellen voorspellen voor objecten van een dergelijke omvang. De bevindingen, die op 28 januari 2026 in het tijdschrift Nature werden gepubliceerd, wijzen op een snellere ophoping van donkere materie en een vlottere groei van de grootschalige structuur van het universum dan tot nu toe werd aangenomen.

Tijdens de JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) identificeerde de Webb-telescoop in het JADES-veld, dat overlapt met het Chandra Deep Field South, ten minste 66 potentiële lid-stelsels van deze cluster. Een cruciale bevestiging van de status als protocluster kwam van de Chandra-observatie van een halo van heet gas die röntgenstraling uitzendt, wat een essentieel kenmerk is van een actief vormende cluster. De geschatte totale massa van JADES-ID1 is gelijk aan ongeveer 20 biljoen keer de massa van de zon. Akos Bogdan van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA), de hoofdauteur van de studie, suggereerde dat JADES-ID1 wel eens de verste bevestigde protocluster tot nu toe zou kunnen zijn.

Deze waarneming vormt een directe uitdaging voor de standaardmodellen van kosmische structuurvorming. Volgens die modellen zou de vorming van protoclusters van deze omvang pas veel later beginnen, rond de drie miljard jaar na de oerknal. Experts op dit gebied, waaronder Klaus Dolag van de Ludwig-Maximilians-Universiteit in München, merken op dat dit resultaat kan duiden op de noodzaak om theorieën over de snelheid van donkere materie-accumulatie te herzien, of dat er een fundamentele tekortkoming zit in de huidige, vereenvoudigde kosmologische modellen.

In de bredere context van 2026 getuigen ook andere ontdekkingen van een onverwacht snelle ontwikkeling van het vroege heelal. Zo toont het sterrenstelsel MoM-z14, spectroscopisch bevestigd door het NIRSpec-instrument van de JWST en bestaand op slechts 280 miljoen jaar na de oerknal, een aanzienlijke verrijking met stikstof. Rohan Naidu van het Kavli Institute van het Massachusetts Institute of Technology (MIT), hoofdauteur van het onderzoek naar MoM-z14, merkte op dat de Webb-telescoop een universum onthult dat niet overeenkomt met de eerdere voorspellingen. Het hoge stikstofgehalte in MoM-z14 stelt modellen van sterevolutie ter discussie, omdat de beschikbare tijd simpelweg onvoldoende lijkt voor de vorming van de meerdere generaties sterren die nodig zijn om het gas tot een dergelijk niveau te verrijken.

Bovendien vertoont MoM-z14 tekenen van het opruimen van de omringende oerwaterstofmist, een proces dat nauw verbonden is met het tijdperk van reïonisatie. De gecombineerde gegevens van JADES-ID1 en MoM-z14 versterken het standpunt dat onze huidige opvattingen over de vroege stadia van de kosmos incompleet zijn. De wetenschappelijke gemeenschap richt zich nu op het verzamelen van aanvullende data om vast te stellen of JADES-ID1 een zeldzaam fenomeen is, of dat het een signaal is dat een fundamentele aanpassing van onze kosmologische modellen onvermijdelijk maakt.